Όταν τα μοντέλα συγκρούονται με την πραγματικότητα: Μια ανασκόπηση των προβλέψεων για τη θνησιμότητα από επιδημίες και πανδημίες

[Η πλήρης αναφορά σε μορφή PDF είναι διαθέσιμη παρακάτω]

Η μοντελοποίηση στην επιδημιολογία μπορεί να χρησιμεύσει ως μια χρήσιμη εναλλακτική λύση στην πραγματικότητα, καθώς συχνά είναι αδύνατο να παρατηρηθούν και να καταγραφούν όλες οι πραγματικές αλληλεπιδράσεις σε εξαιρετικά πολύπλοκα συστήματα. Προσπαθώντας να αναχθεί το σύστημα σε μια σειρά εξισώσεων ή κατανομών που βασίζονται σε πιθανότητες, είναι δυνατό να παραχθούν αποτελέσματα που θα μπορούσαν να αντικατοπτρίζουν, σε χρήσιμο βαθμό, τι μπορεί να συμβεί υπό ορισμένες συνθήκες στη φύση. Είναι πολύ φθηνότερο και ταχύτερο από τη διεξαγωγή μιας παρατηρητικής μελέτης μεγάλης διάρκειας σε ποικίλα επιδημιολογικά περιβάλλοντα. 

Η ελκυστικότητα της μετατροπής ετών μαζικών παράλληλων μελετών σε λίγα δευτερόλεπτα υπολογιστικής ισχύος είναι προφανής. Ωστόσο, επειδή εξαρτάται πλήρως τόσο από τον σχεδιασμό του προγράμματος όσο και από τις παραμέτρους εισόδου που το πρόγραμμα έχει εντολή να υπολογίσει, τα αποτελέσματα των μοντέλων μοιάζουν περισσότερο με μια εικόνα ζωγραφισμένη από ανθρώπους παρά με μια κινηματογραφική καταγραφή ενός φυσικού φαινομένου. Όπως ένας δισδιάστατος πίνακας, μπορεί να παρέχει μια χρήσιμη προσέγγιση της πραγματικότητας, εάν ο καλλιτέχνης το επιθυμεί και είναι επαρκώς επιδέξιος. Εναλλακτικά, μπορεί να παρέχει μια εικόνα που οδηγεί τον θεατή να δει πράγματα που δεν εμφανίζονται στη φύση, υπερβάλλοντας ορισμένες πτυχές ενώ ελαχιστοποιώντας άλλες, κάτι που σκόπιμα ή τυχαία μπορεί να προκαλέσει συναισθήματα ή αντιδράσεις που η άμεση παρατήρηση μπορεί να μην παράγει. Ενώ παρέχει σημαντικές γνώσεις, στην καλύτερη περίπτωση είναι μια πρόχειρη μίμηση.

Η μοντελοποίηση των ανθρώπινων ασθενειών γίνεται ακόμη πιο περίπλοκη όταν πρόκειται για την πρόβλεψη σπάνιων συμβάντων σε επίπεδο πληθυσμού, καθώς οι συνθήκες και οι αντιδράσεις που προάγουν ή μετριάζουν τις ασθένειες αλλάζουν σημαντικά με την πάροδο του χρόνου. Οι μολυσματικές ασθένειες στο παρελθόν σκότωναν περίπου τα μισά παιδιά πριν από την ηλικία των 10 ετών, αλλά η θνησιμότητα είναι πλέον σχετικά σπάνια στις πλουσιότερες χώρες λόγω κυρίως αλλαγών στην υγιεινή, τις συνθήκες διαβίωσης, τη διατροφή και την έλευση των αντιβιοτικών. Μαζικά συμβάντα θνησιμότητας, όπως η... Μαύρος Θάνατος, πιθανώς λόγω των βακτηρίων Yersinia pestis, είναι πλέον εξαιρετικά απίθανο, επειδή οι περιβαλλοντικές συνθήκες που τα προκάλεσαν είναι λιγότερο διαδεδομένες και η λοίμωξη αντιμετωπίζεται εύκολα με κοινά αντιβιοτικά. Η εξάρτηση από τέτοια ιστορικά γεγονότα για την πρόβλεψη της πιθανότητας εμφάνισης τρεχόντων κινδύνων για την υγεία θα ήταν σαν να προβλέπουμε την ασφάλεια των σύγχρονων αεροπορικών ταξιδιών με βάση την απόδοση των αρχικών σχεδίων αεροπλάνων των αδελφών Ράιτ.

Από την αρχή της επιδημίας Covid-19, και μάλιστα μερικά χρόνια πριν, έχει δοθεί αυξημένη διεθνής έμφαση στον κίνδυνο επιδημιών και πανδημιών από την πλευρά της δημόσιας υγείας. Παρόλο που αυτό μπορεί να φαίνεται ασύμβατο υπό το πρίσμα της συνολικής σταθερής παγκόσμιας μείωσης της θνησιμότητας από μολυσματικές ασθένειες τα τελευταία χρόνια, 30 χρόνια, η ανησυχία έχει οδηγήσει σε αιτήματα για άνευ προηγουμένου χρηματοδότηση και σε έναν σημαντικό αναπροσανατολισμό αρκετών διεθνών οργανισμών υγείας. Μια έκθεση που δημοσιεύθηκε το 2024 από το έργο REPPARE στο Πανεπιστήμιο του Λιντς, Ορθολογική πολιτική έναντι πανικού, κατέδειξε ότι ο κίνδυνος είχε παρουσιαστεί λανθασμένα στις εκθέσεις αρκετών βασικών διεθνών οργανισμών που εμπλέκονται στην ανάπτυξη πολιτικής για την πρόληψη, την ετοιμότητα και την αντιμετώπιση πανδημιών (PPPR). Ένας σημαντικός λόγος ήταν η μη λήψη υπόψη των εξελίξεων στην υγειονομική περίθαλψη και των τεχνολογικών εξελίξεων για την ανίχνευση και την καταγραφή των επιδημιών.

Με το τέλος της οξείας φάσης της πανδημίας Covid-19, πολλές χώρες επανεξετάζουν την αντίδρασή τους στη δημόσια υγεία, καθώς και την προτεραιότητα και τον τρόπο με τον οποίο θα πρέπει να αντιμετωπιστεί ο μελλοντικός κίνδυνος πανδημίας. Τα κράτη μέλη του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας συνεχίζουν τις συζητήσεις σχετικά με τα προτεινόμενα... Συμφωνία για την πανδημία και αποδοχή του πρόσφατες τροποποιήσεις στον Διεθνή Υγειονομικό Κανονισμό. Ταυτόχρονα, έχουν ήδη ιδρυθεί αρκετοί νέοι θεσμοί PPPR, συμπεριλαμβανομένου ενός νέου Ταμείο για την Πανδημία, Διεθνές Δίκτυο Επιτήρησης Παθογόνων, και ένα Πλατφόρμα Ιατρικών Αντιμέτρων, οι οποίες όλες ενημερώνουν τις επενδυτικές τους υποθέσεις και τις οικονομικές τους απαιτήσεις.

Προγνωστική μοντελοποίηση από την Metabiota, μια εταιρεία που τώρα απορροφάται από την Ginkgo Bioworks, έχει συμβάλει σημαντικά στη συζήτηση σχετικά με τον κίνδυνο πανδημίας και την ανάγκη για αυξημένη χρηματοδότηση. Αποτέλεσε μία από τις δύο κύριες πηγές για την αξιολόγηση του κινδύνου στην Ανεξάρτητη Επιτροπή Υψηλού Επιπέδου (HLIP) της G20. αναφέρουν τον Ιούνιο του 2021, η οποία επηρέασε σημαντικά την ενημέρωση της Ομάδας Εθνών της G20 υποστήριξη για την ατζέντα του ΠΟΥ για την Παραγωγή και Προστασία των Γυναικών (PPPR). ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ αντιμετωπιστεί προηγουμένως ανησυχίες σχετικά με την ερμηνεία των αποτελεσμάτων του μοντέλου με βάση μια εργασία του Meadows et al. (2023) η οποία περιελάμβανε τη συγγραφή της Metabiota (Ginkgo Bioworks). Η Ginkgo Bioworks έχει πλέον παράσχει ένα πιο λεπτομερής αναφορά προς τη Βασιλική Επιτροπή της Νέας Ζηλανδίας για την COVID-19 - Διδάγματα που αντλήθηκαν - Εκτιμώμενη μελλοντική θνησιμότητα από παθογόνα με πιθανότητα επιδημίας και πανδημίας – εφεξής καλούμενη έκθεση Bioworks. 

Η έκθεση της Bioworks στοχεύει στην πρόβλεψη της απειλής επιδημιών και πανδημιών για την ανθρώπινη υγεία. Ο κίνδυνος εκτιμάται μέσω υπολογιστικής επιδημιολογίας και προσομοιώσεων μοντελοποίησης ακραίων γεγονότων για την εκτίμηση της θνησιμότητας από επιδημίες «χαμηλής συχνότητας, υψηλής σοβαρότητας» και πανδημίες από αναπνευστικές ασθένειες, ιδίως πανδημική γρίπη, νέους κορωνοϊούς και ιογενείς αιμορραγικούς πυρετούς (VHF). 

Η σχετική συχνότητα και το μέγεθος των προβλεπόμενων επιδημιών φαίνονται στο παρακάτω γράφημα από την έκθεση της Bioworks. Ενώ σχεδόν όλα τα συμβάντα έχουν σχετικά χαμηλή θνησιμότητα, όπως όλες οι σύγχρονες πανδημίες επιβεβαιωμένης φυσικής προέλευσης, ο κύριος παράγοντας που οδηγεί στους μέσους ετήσιους «αναμενόμενους» θανάτους προέρχεται από σπάνια αλλά μαζικά συμβάντα μεγέθους που ο κόσμος δεν έχει ξαναδεί από την ανάπτυξη της σύγχρονης ιατρικής. 

Η έκθεση της Bioworks καταλήγει στο συμπέρασμα ότι κατά μέσο όρο 2.5 εκατομμύρια θάνατοι αποδίδονται ετησίως σε αυτές τις οξείες αναπνευστικές επιδημίες (1.6 εκατομμύρια μόνο για την πανδημική γρίπη). Πολλοί θα βρουν αυτά τα αποτελέσματα απίθανα. Δεν έχει υπάρξει τέτοια ετήσια θνησιμότητα από γρίπη εδώ και έναν αιώνα, και μόνο δύο φορές... τον περασμένο αιώνα, το 1957-8 και το 1968-9, έφτασε το ποσοστό θνησιμότητας σε αυτό που το μοντέλο υποδηλώνει ως μέσο όρο. Ο ΠΟΥ θεωρεί ότι η Covid-19, εάν συμπεριληφθεί ως φυσική έξαρση, έχει αναφερόμενη θνησιμότητα λίγο πάνω από επτά εκατομμύρια σε διάστημα τριών ετών.

Για τα VHF, η έκθεση εκτιμά κατά μέσο όρο 26,000 παγκοσμίως και 19,000 στην υποσαχάρια Αφρική. Αυτός ο αριθμός είναι υψηλότερος από ό,τι είχε καταγραφεί προηγουμένως σε οποιοδήποτε έτος. Η μεγαλύτερη στην πρόσφατη ιστορία, η επιδημία Έμπολα το 2014, προκάλεσε μόλις... 11,325 θανάτουςΟ αιμορραγικός πυρετός προβλέπεται να υπερβαίνει τις 100,000 θνησιμότητα κάθε 25 χρόνια με πιθανότητα 48%, ένα γεγονός που μπορεί να μην έχει συμβεί στην ανθρώπινη ιστορία.

Δύο σημαντικές παραλείψεις οδήγησαν σε αυτά τα αποτελέσματα. Πρώτον, το μοντέλο παραβλέπει τις αλλαγές στην κοινωνία και την ιατρική τα τελευταία εκατοντάδες χρόνια που έχουν παρατηρηθεί κατά μέσο όρο σε παγκόσμιο επίπεδο. προσδόκιμο ζωής αυξάνεται από κάτω των 30 ετών σε πάνω από 70 και πάνω από 80 χρόνια σε ορισμένες πλουσιότερες χώρες (βλ. παρακάτω). Έτσι, βακτηριακές λοιμώξεις όπως η πανώλη (Γ. Πέστης), και ασθένειες όπως η χολέρα και ο τύφος που σχετίζονται με κακή υγιεινή θεωρείται ότι έχουν ποσοστό επανεμφάνισης και μέγεθος σχετικό με μαζικές ιστορικές επιδημίες. Η ισπανική γρίπη το 1918-19 είχε ως αποτέλεσμα σημαντική θνησιμότητα λόγω δευτερογενείς βακτηριακές λοιμώξεις, οι οποίες είναι πολύ λιγότερο πιθανό να επανεμφανιστούν από την έλευση των σύγχρονων αντιβιοτικών. 

Δεύτερον, το μοντέλο δεν λαμβάνει υπόψη την έλευση των σύγχρονων διαγνωστικών, όπως η PCR, οι εξετάσεις αντιγόνου και ορολογίας στο σημείο φροντίδας και η γενετική αλληλούχιση, καθώς και τη βελτιωμένη ικανότητα καταγραφής και μετάδοσης τέτοιων πληροφοριών. Επομένως, θεωρείται ότι η αύξηση των αναφορών αντανακλά μια πραγματική αύξηση στη συχνότητα των κρουσμάτων και όχι σε μεγάλο βαθμό τη βελτιωμένη ικανότητα ανίχνευσης. Το μοντέλο στη συνέχεια υποθέτει τη συνέχιση αυτής της αύξησης τα επόμενα χρόνια.

Λαμβάνοντας υπόψη τις τεράστιες αλλαγές στην ιατρική τα τελευταία 100 χρόνια, και τη συνεχιζόμενη σταθερή μείωση Στη θνησιμότητα από λοιμώδη νοσήματα, οι υποθέσεις στις οποίες βασίζονται οι προβλέψεις του μοντέλου φαίνονται απίθανες. Ενώ οι μελλοντικές εξελίξεις στην ιατρική είναι δύσκολο να μετρηθούν, φαίνεται λογικό να υποθέσουμε ότι οι εξελίξεις στις πρακτικές υγιεινής, τη διατροφή, τη στέγαση, τη διαγνωστική, τα αντιβιοτικά και τα εμβόλια τον τελευταίο αιώνα θα συνεχιστούν με περαιτέρω μετριασμό του κινδύνου τα επόμενα χρόνια. Ενώ μπορεί να εμφανιστεί μικροβιακή αντοχή, αποτελεί πρόβλημα κυρίως για ενδημικές λοιμώξεις παρά για επιδημίες, και οι εξελίξεις στα αντιμικροβιακά αντίμετρα θα συνεχιστούν.

Η μοντελοποίηση αυτού του τύπου έχει αποκτήσει μεγάλη επιρροή στην ανάπτυξη πολιτικής. Καθώς αυξάνεται η υπολογιστική ισχύς, είναι δελεαστικό να σκεφτεί κανείς ότι αυξάνεται και η προγνωστική ακρίβεια. Ωστόσο, ένα μοντέλο με μη ρεαλιστικές υποθέσεις και παραμέτρους εισόδου απλώς καταλήγει σε ένα απίθανο αποτέλεσμα σε μικρότερο χρονικό διάστημα. 

Ως ακαδημαϊκή άσκηση, η μοντελοποίηση μπορεί να βοηθήσει στην υποβολή ερωτημάτων που πρέπει να απαντηθούν από σοβαρή έρευνα. Ωστόσο, όταν εφαρμόζεται λανθασμένα και υπερτονίζεται ως οδηγός πολιτικής, υπάρχει ο κίνδυνος να εκτρέψει τους οικονομικούς και ανθρώπινους πόρους από τα πραγματικά βάρη των ασθενειών σε ψευδή. Αυτό θα οδηγήσει σε αυξημένη θνησιμότητα, καθώς τα αποτελέσματα των τρεχόντων ενδημικών λοιμωδών ασθενειών με υψηλό φόρτο, όπως ελονοσία και φυματίωση, εξακολουθούν να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη διαθεσιμότητα επίσημης αναπτυξιακής βοήθειας (ΕΑΒ ή «ξένη βοήθεια»). Η ΕΑΒ για διατροφική υποστήριξη, θεμελιώδης για τη βελτίωση των αποτελεσμάτων στον τομέα της υγείας, έχει μειωθεί κατά 20% τα τελευταία τέσσερα χρόνια. Με βάση τις προβλέψεις, συμπεριλαμβανομένης αυτής που συζητείται εδώ, το ισοδύναμο της σχεδόν το 50% της προ-Covid ODA προτείνεται για την προετοιμασία και την αντιμετώπιση πανδημιών. Αυτό θα μειώσει τις απαραίτητες παρεμβάσεις αλλού.

Οι τεχνολογικές εξελίξεις έχουν συμβάλει στη μείωση των μολυσματικών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένης της θνησιμότητας από πανδημίες. Η κακή χρήση της τεχνολογίας μέσω ακατάλληλης χρήσης μοντέλων θα μπορούσε να αναιρέσει πολλά από αυτά τα σημαντικά οφέλη. Κατ' αναλογία, δεν κρίνουμε την πιθανότητα επιβίωσης από τα υπερατλαντικά αεροπορικά ταξίδια με βάση την πιθανότητα σκισίματος των καμβάδων. Ούτε θα πρέπει να αξιολογούμε την πιθανότητα επιβίωσης από μελλοντικές πανδημίες με βάση την εποχή της μεσαιωνικής ιατρικής.

:

Η πλήρης έκθεση είναι διαθέσιμη στη διεύθυνση: https://essl.leeds.ac.uk/downloads/download/254/when-models-and-reality-clash-a-review-of-predictions-of-epidemic-and-pandemic-mortality

Οι εκθέσεις του REPPARE σχετικά με τον κίνδυνο πανδημίας και τη χρηματοδότηση του προγράμματος ετοιμότητας και αντιμετώπισης πανδημιών βρίσκονται στη διεύθυνση: https://essl.leeds.ac.uk/directories0/dir-record/research-projects/1260/reevaluating-the-pandemic-preparedness-and-response-agenda-reppare